2019版物理大一轮浙江选考总复习讲义：第五章　机械能守恒定律+第3讲+Word版含答案.docVIP

第3讲　机械能及能量守恒定律 [考试标准] 知识内容 必考要求 加试要求 说明重力势能 c c 1.不要求掌握物体做曲线运动时重力做功表达式的推导方法． 2.不要求掌握弹簧弹性势能的表达式． 3.运用机械能守恒定律进行计算时，不涉及弹性势能的表达式． 4.不要求用机械能守恒定律求解两个及两个以上物体(包括需要确定重心的链条、绳子、流体等)的问题． 5.不要求用能量守恒定律进行较复杂的定量计算. 弹性势能 b b 机械能守恒定律 d d 能量守恒定律与能源 c d 一、重力势能和弹性势能 1．重力做功与路径无关，只与初、末位置的高度差有关． 2．重力做功与重力势能变化的关系： 重力对物体做正功，重力势能减少；重力对物体做负功，重力势能增加；物体从位置A到位置B时，重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量，即WG＝－ΔEp. 3．弹力做功与弹性势能的关系：弹力对物体做正功，弹性势能减少，弹力对物体做负功，弹性势能增加，弹力对物体做的功等于弹性势能的减少量． 二、机械能守恒定律 1．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变． 2．表达式：mgh1＋mv＝mgh2＋mv. 3．条件 (1)系统只受重力或弹簧弹力的作用，不受其他外力． (2)系统除受重力或弹簧弹力作用外，还受其他内力和外力，但这些力对系统不做功． (3)系统内除重力或弹簧弹力做功外，还有其他内力和外力做功，但这些力做功的代数和为零． (4)系统跟外界没有发生机械能的传递，系统内外也没有机械能与其他形式的能发生转化． 自测1　如图1所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是(　　) 图1 A．弹簧的弹性势能逐渐减小 B．弹簧的弹性势能逐渐增大 C．弹簧的弹性势能先增大后减小 D．弹簧的弹性势能先减小后增大 答案　D 自测2　如图2所示，质量分别为M、m的两个小球置于高低不同的两个平台上，a、b、c分别为不同高度的参考平面，下列说法正确的是(　　) 图2 A．若以c为参考平面，M的机械能大 B．若以b为参考平面，M的机械能大 C．若以a为参考平面，M的机械能大 D．无论如何选择参考平面，总是M的机械能大 答案　B 解析　若以b为参考平面，M的机械能为零，m的机械能为负值，M的机械能大，B正确；若以c为参考平面，则EpM＝MghM，Epm＝mghm，因不知M、m的大小关系，故无法比较M、m的机械能大小，若以a为参考平面，同样无法比较M、m的机械能大小，故A、C、D错误． 三、功能关系 1．功是能量转化的量度，功和能的关系一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等． 2．做功对应变化的能量形式 (1)合外力的功影响物体动能的变化． (2)重力的功影响物体重力势能的变化． (3)弹簧弹力的功影响弹性势能的变化． (4)除重力或系统内弹力以外的力做功影响物体机械能的变化． (5)滑动摩擦力的功影响系统内能的变化． (6)电场力的功影响电势能的变化． (7)分子力的功影响分子势能的变化． 四、能量守恒定律 1．内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． 2．表达式 ΔE减＝ΔE增． 自测3　(2016·宁波市联考)关于能量守恒定律，下列说法中不正确的是(　　) A．能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一个物体 B．能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化 C．一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少 D．能量守恒定律证明了能量既不会创生也不会消失 答案　A 命题点一　机械能守恒的理解和判断 1．利用机械能的定义判断： 若物体在水平面上匀速运动，则其动能、势能均不变，机械能守恒．若一个物体沿斜面匀速下滑，则其动能不变，重力势能减少，机械能减少． 2．做功判断法：若物体系统内只有重力和弹簧弹力做功，其他力均不做功或其他力做功的代数和为零，则系统的机械能守恒． 3．能量转化判断法：若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式的能(如没有内能增加)，则系统的机械能守恒． 例1　(2017·浙江4月选考·12)火箭发射回收是航天技术的一大进步．如图3所示，火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上，不计火箭质量的变化，则(　　) 图3 A．火箭在匀速下降过程中，机械能守恒 B．火箭在减速下降过程中，携带的检测仪器处